JP3755241B2

JP3755241B2 - Steam temperature controller for pressurized fluidized bed boiler

Info

Publication number: JP3755241B2
Application number: JP16874197A
Authority: JP
Inventors: 邦浩中島
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2017-06-25
Also published as: JPH1114002A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧流動層ボイラの流動層の層温度を制御する燃料流量プログラムの、計画値ベースとのズレ分を自動修正し得るようにした加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は加圧流動層ボイラ１の一例を示したもので、斯かる加圧流動層ボイラ１は、圧力容器２を備え、圧力容器２内には、ボイラ本体３、サイクロン４、ベッド材貯蔵容器５等が格納されている。
【０００３】
ボイラ本体３は、周囲を伝熱管及びフィンを接続して形成した炉壁に囲まれて内部に火炉６が形成されると共に火炉６内には、蒸発器及び過熱器等の伝熱部７が収納されており、火炉６の下部には、ボイラ本体３の炉壁を貫通して火炉６内に燃料８を噴射する燃料噴射ノズル９が配設されている。
【０００４】
燃料噴射ノズル９には燃料送給管１０が接続され、燃料送給管１０の圧力容器２外へ延在した部分には、燃料送給方向上流側から下流側へ向けて燃料ポンプ１１、燃料流量制御弁１２が接続されている。
【０００５】
火炉６の下部の灰出しホッパ１３の上端部近傍には、多数の噴出孔を有する複数組の散気管１４が、図３の紙面に対して直交する方向へ所定のピッチで配設されており、圧力容器２内へ送給された圧縮空気１５は、灰出しホッパ１３部の隙間１６から散気管１４内へ導入され、散気管１４の上部から火炉６内へ吹込まれることにより、火炉６内に収納されている、脱硫剤や燃焼灰等が混合したベッド材１７を流動化し得るようになっている。灰出しホッパ１３の下端からはベッド灰１７’が取り出されるようになっている。
【０００６】
ボイラ本体３の上端部には、ベッド材１７の熱により火炉６内で燃料８が燃焼することにより生じ且つ伝熱部７や炉壁管内の水や蒸気を加熱した後の燃焼ガス１８を排ガス１９として導入するマニホールド２０が、上方へ向けて延在するよう接続されている。
【０００７】
マニホールド２０の上端部近傍には、水平方向へ延在する排ガス管２１が接続され、排ガス管２１の先端は、サイクロン４の外周部に、サイクロン４外周の接線方向へ向けて接続されている。
【０００８】
サイクロン４の頂部には、排ガス管２２が接続され、該排ガス管２２は圧力容器２を貫通して外部へ延在し、その先端は、ガスタービン２３に接続されている。而して、ガスタービン２３は、マニホールド２０から排ガス管２１、サイクロン４、排ガス管２２を通って供給された排ガス１９により駆動し得るようになっている。
【０００９】
又、ガスタービン２３は、該ガスタービン２３に対して接続された発電機２４及び圧縮機２５を駆動し得るようになっており、圧縮機２５で生成された圧縮空気１５は、圧縮空気送給管２７を介し圧力容器２内へ導入し得るようになっている。
【００１０】
ベッド材貯蔵容器５の下部には、ベッド材抜出し管２８を介してＬバルブ２９が接続されており、Ｌバルブ２９の後端には、後端が圧力容器２に接続されると共に中途部に注入弁３０を備えた圧縮空気注入管３１が接続されている。
【００１１】
Ｌバルブ２９の先端には、ベッド材貯蔵容器５から抜出したベッド材１７をボイラ本体３内へ導入するためのベッド材注入管３２が接続されており、ベッド材注入管３２の先端はボイラ本体３の下部に接続されている。
【００１２】
ボイラ本体３の高さ方向中途部側部には、ベッド材戻し管３３の下端が接続され、ベッド材戻し管３３の先端は、ベッド材貯蔵容器５の頂部近傍に接続されている。又、ベッド材貯蔵容器５の頂部近傍には、中途部にベッド材貯蔵容器５の内圧を排出するための内圧排出弁３４を備えて圧力容器２外へ延在する内圧排出管３９が接続されている。
【００１３】
なお、図３中、３５は蒸気タービン入側で蒸気の温度を検出するよう伝熱部７から蒸気タービンへ至るラインに接続された蒸気温度検出器、３６はボイラ本体３内の流動層よりも上方と流動層下部との差圧を検出するようボイラ本体３の側部に接続された差圧検出器、３７，３８はボイラ本体３内のベッド材１７により形成される流動層の温度を検出するようボイラ本体３の上下側部に接続された層温度検出器である。
【００１４】
上記加圧流動層ボイラ１を運転する場合には、ボイラ本体３内には、所定量のベッド材１７が収納されていると共に圧縮空気送給管２７から圧力容器２内に供給された圧縮空気１５は隙間１６から散気管１４を通ってボイラ本体３内に導入され、ボイラ本体３内では、ベッド材１７が流動化している。
【００１５】
又、燃料ポンプ１１からの石炭スラリ等の燃料８は、燃料送給管１０を通って燃料噴射ノズル９からボイラ本体３内に噴射され、噴射された燃料８はベッド材１７等の熱により燃焼して燃焼ガス１８が生成され、燃焼ガス１８は火炉６内を上昇しつつ、伝熱部７や火炉６炉壁の伝熱管内の流体を加熱して蒸気を生成させ、火炉６を通ってボイラ本体３からの排ガス１９としてマニホールド２０へ排出される。
【００１６】
マニホールド２０へ排出された排ガス１９は、マニホールド２０から排ガス管２１を経てサイクロン４内へ導入され、サイクロン４で石炭燃焼灰や未燃の石炭粒子を分離された後、排ガス管２２を通ってガスタービン２３へ導入され、排ガス１９によりガスタービン２３が駆動される。
【００１７】
又、ガスタービン２３が駆動されると、発電機２４が駆動されて発電が行われると共に圧縮機２５が駆動され、圧縮機２５で生成した圧縮空気１５は、圧縮空気送給管２７を経て圧力容器２内へ導入される。
【００１８】
ボイラ本体３で生成した蒸気は図示してない蒸気タービンの駆動に供せられる。
【００１９】
従来から一般に実施されている貫流ボイラでは、プラント出力に対して１対１の関係で給水と燃料の供給を変化させるようにしており、更に蒸気温度は燃料流量によって制御するようにしているが、前記した加圧流動層ボイラ１においては、燃料流量によって変化するのは流動層の層温であり、この層温をある所定範囲に保持させた状態において、層高をプラント出力に対して１対１で変化させることによってプラント出力を制御するようにしており、従って、上記加圧流動層ボイラ１においては、前記貫流ボイラに比して、層温と層高を制御するための操作量が増加する。
【００２０】
また、上述の加圧流動層ボイラ１にて生成される蒸気の温度を制御する場合には、ボイラ本体３内のベッド材１７によって形成される流動層の層高を制御するか、或いは燃料噴射ノズル９から火炉６内へ噴射される燃料８の流量を制御する。
【００２１】
前記燃料８の流量を制御すると、流動層の入熱が変って層温が変化することになるので、伝熱部７の収熱が変って蒸気の温度が制御される。
【００２２】
一方、流動層の層高を制御することによって蒸気の温度を制御する際には、蒸気の温度が所定の温度よりも低い場合は、注入弁３０を開く。すると、圧力容器２内の圧縮空気１５は、圧縮空気注入管３１を通ってＬバルブ２９へ供給され、Ｌバルブ２９からベッド材注入管３２を経てボイラ本体３内へ導入される。このため、ベッド材貯蔵容器５内のベッド材１７は、ベッド材抜出し管２８を下降し、Ｌバルブ２９、ベッド材注入管３２を経てボイラ本体３内へ導入され、その結果、ボイラ本体３内のベッド材１７による流動層の層高が所定高さまで上昇し、伝熱部７の収熱量が増加されることにより蒸気温度が上昇する。
【００２３】
流動層の層高を制御することにより蒸気の温度を制御する際に蒸気の温度が所定の温度よりも高い場合には、内圧排出弁３４を開いてベッド材貯蔵容器５内を減圧する。すると、ボイラ本体３内とベッド材貯蔵容器５内との間の圧力差により、ボイラ本体３内のベッド材１７は、ベッド材戻し管３３からベッド材貯蔵容器５内へ戻され、その結果、ボイラ本体３内のベッド材１７による流動層の層高が所定高さまで下降し、伝熱部７の収熱量が減少することにより蒸気温度が低下する。
【００２４】
又、図４は、流動層の層高がＨ１，Ｈ２，Ｈ３（Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３）のように変化した場合における、前記燃料流量と流動層の層温度との関係を示している。
【００２５】
図４において、例えば層高Ｈ２で運転を行っている場合に流動層の層温度が層温度上限設定値と層温度下限設定値との間にある間は、燃料流量を増減させることにより蒸気温度の制御を行い、流動層の層温度が層温度上限設定値に達したら（蒸気温度が設定温度より低い時）層高をＨ３に上昇させ、更に燃料流量を増加させることによって蒸気温度の制御を行うことを示している。
【００２６】
又、図４の場合、層高Ｈ２をＨ３に上昇させる場合、流動層の層温度が一時的にロのように低下し、しかる後上昇しているが、これは、層高を上昇させるために供給されたベッド材１７の温度が低く、該ベッド材１７が加熱されるまでに時間遅れがあるためである。
【００２７】
図５は前記加圧流動層ボイラ１の蒸気温度制御装置の一例を示したもので、図５中、４０はボイラマスタ指令４１に基づいて図示しない給水流量調節弁等に給水流量指令４２を出力する給水流量プログラム、４３はボイラマスタ指令４１に基づいて層高指令４４を出力する層高プログラム、４５はボイラマスタ指令４１に基づいて燃料流量指令４６を出力する燃料流量プログラム、４７は前記燃料流量指令４６に基づいて図示しないタービンガイドベーン等に空気流量指令４８を出力する空気流量プログラムであり、前記給水流量プログラム４０の関数Ｆ１（ｘ）と、層高プログラム４３の関数Ｆ２（ｘ）と、燃料流量プログラム４５の関数Ｆ３（ｘ）は、夫々図６に傾向を示すように、ボイラマスタ指令４１に対して比例関係を有して右上がりの直線となる。また、前記空気流量プログラム４７の関数Ｆ４（ｘ）は、図７に傾向を示すように、燃料流量指令４６に対して比例関係を有して右上がりの直線となる。
【００２８】
まず、蒸気温度を流動層の層高により制御する構成について、図５の蒸気温度制御装置を参照して説明する。
【００２９】
４９は、予め設定された設定蒸気温度５０と蒸気温度検出器３５で検出した検出蒸気温度５１を減算して蒸気温度偏差５２を求める減算器５３と、減算器５３からの蒸気温度偏差５２を比例積分して流動層の補正層高指令４９ａを出力する比例積分調節器５３ａとを備えた水燃比制御マスタであり、該水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａは加算器５４に与えられており、前記層高プログラム４３からの層高指令４４に加算して修正することにより、設定層高指令５５が求められるようになっている。
【００３０】
５６は、差圧検出器３６によって検出したベッド材１７（図３参照）により形成される流動層の差圧５７から、ｈ＝Δｐ／γ（ここでｈは流動層の層高、Δｐは差圧、γは流動層の比重）により流動層の層高検出値５８を求める演算器である。
【００３１】
５９は、前記演算器５６からの層高検出値５８と前記加算器５４からの設定層高指令５５を減算して層高偏差６０を求める減算器６１と、減算器６１からの層高偏差６０を比例積分処理して弁開閉指令６２を求める比例積分調節器６１ａとを備えた層高制御マスタであり、該層高制御マスタ５９からの弁開閉指令６２により、ハイローモニタスイッチ６３を介して注入弁３０及び内圧排出弁３４に弁開閉指令６４，６５を与えるようになっている。
【００３２】
上記した回路構成においては、蒸気温度検出器３５からの検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０とを入力している水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａが加算器５４に与えられることにより、層高プログラム４３からの層高指令４４が修正されて設定層高指令５５が得られ、更に、該設定層高指令５５が層高制御マスタ５９に入力されて、差圧検出器３６による差圧５７に基づいた演算器５６からの層高検出値５８との層高偏差６０に基づいた弁開閉指令６２が、層高制御マスタ５９からハイローモニタスイッチ６３に与えられる。
【００３３】
而して、設定層高指令５５が層高検出値５８よりも大きい場合には、ハイローモニタスイッチ６３から注入弁３０へ弁開閉指令６４が与えられ、注入弁３０が開く。このため、図３で説明したように、圧力容器２内の圧縮空気１５は圧縮空気注入管３１から注入弁３０を通ってＬバルブ２９へ送給される。
【００３４】
その結果、ベッド材貯蔵容器５内のベッド材１７はベッド材抜出し管２８からＬバルブ２９内へ導入され、圧縮空気１５に同伴されてベッド材注入管３２から火炉６内へ供給される（図３参照）。而して、層高偏差６０がゼロになれば、ハイローモニタスイッチ６３からの弁開閉指令６４により注入弁３０は閉止し、火炉６内における流動層の層高は、ボイラマスタ指令４１及び検出蒸気温度５１に対応した所定の高さに制御される。
【００３５】
層高検出値５８が設定層高指令５５よりも大きい場合には、ハイローモニタスイッチ６３から内圧排出弁３４へ弁開閉指令６５が与えられ、内圧排出弁３４が開く。このため、ベッド材貯蔵容器５の内圧は内圧排出管３９により大気圧に減圧され、火炉６内との圧力差により火炉６内のベッド材１７はベッド材戻し管３３を通ってベッド材貯蔵容器５へ戻される。而して、層高偏差６０がゼロになれば、ハイローモニタスイッチ６３からの弁開閉指令６５により内圧排出弁３４は閉止し、火炉６内における流動層の層高は、所定の高さに制御される。
【００３６】
次に、主蒸気温度を火炉６へ供給される燃料の流量により制御する構成について、図５の蒸気温度制御装置を参照して説明する。
【００３７】
６６は、予め設定された設定蒸気温度５０と前記蒸気温度検出器３５で検出した検出蒸気温度５１を減算して蒸気温度偏差６７を求める減算器６８と、減算器６８からの蒸気温度偏差６７を比例積分処理して流動層の補正層温度指令６９を求める比例積分調節器７０とを備えた層温蒸気温度制御マスタであり、該層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９が、加算器７１に入力されて、流動層の層温を設定する設定器７２からの層温度指令７３（通常は８６０℃）と加算されることにより、設定層温度指令７４が求められるようになっている。
【００３８】
７５は、層温度検出器３７，３８により検出した流動層の層温度７６，７７を処理して平均検出層温度７８を求める演算器である。
【００３９】
７９は、上記演算器７５からの平均検出層温度７８と前記加算器７１からの設定層温度指令７４を減算して層温度偏差８０を求める減算器８１と、減算器８１からの層温度偏差８０を比例積分して補正燃料流量指令７９ａを求める比例積分調節器８２とを備えた層温制御マスタであり、該層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａが、前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に、加算器８３を介して加算されることにより、合計燃料流量指令８４が求められるようになっている。
【００４０】
更に、前記加算器８３からの合計燃料流量指令８４が、比例積分調節器８５に導かれて比例積分処理されることにより弁開度指令８６が得られ、該弁開度指令８６によって燃料流量制御弁１２の開度が制御されるようになっている。
【００４１】
上記した回路構成においては、蒸気温度検出器３５からの検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０とを入力している層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９が、設定器７２からの層温度指令７３（通常は８６０℃）に加算器７１を介して加算されることにより設定層温度指令７４が求められ、更に、該設定層温度指令７４が、層温度検出器３７，３８からの層温度７６，７７を平均する演算器７５からの平均検出層温度７８を入力している層温制御マスタ７９に入力されることにより、層温度偏差８０に基づいた補正燃料流量指令７９ａが得られ、該補正燃料流量指令７９ａが加算器８３を介して前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に加算されることにより、合計燃料流量指令８４が得られる。
【００４２】
従って、検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０との偏差に基づいて出力される層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９によって、層温度が所定値に保持されるように燃料流量指令４６が修正され、得られた合計燃料流量指令８４により比例積分調節器８５を介して得られた弁開度指令８６にて、燃料流量制御弁１２が制御され、これにより燃料流量制御弁１２は、ボイラマスタ指令４１と設定蒸気温度５０に対応した所定の開度に制御されるようになる。
【００４３】
上記図５に示した蒸気温度制御装置によれば、層高プログラム４３における層高指令４４、及び燃料流量プログラム４５における燃料流量指令４６が、計画値ベースとの間にズレがあっても、層高プログラム４３からの層高指令４４は水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａによって修正され、また、燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６は層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９によって修正されることにより、蒸気温度は設定蒸気温度５０になるように層高と層温度が自動的に制御される。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記図５に示した従来の蒸気温度制御装置においては、例えば、ベッド材の性状の変化（石炭の性状の変化、脱硫剤である石灰石の名柄変更などによりベッド材の質量が変化することによって、経時的な熱伝達率が変化した場合等）、及び、燃料の発熱量の変化（石炭のカロリー、水分の変化、及び石炭スラリとしている場合のスラリ濃度の変化等）が生じた場合に、層高プログラム４３における層高指令４４、及び燃料流量プログラム４５における燃料流量指令４６が、計画値ベースとの間にズレを生じ、このために、検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０との偏差に基づいたズレ分が常に水燃比制御マスタ４９及び層温蒸気温度制御マスタ６６から出力されることになる。
【００４５】
このために、負荷変化時には、上記したように層高指令４４及び燃料流量指令４６が計画値ベースからズレた状態から、負荷変化に応じた層高の修正動作が掛かるために、蒸気温度が安定するまでに時間が掛かり、制御性を高めることができないという問題を有していた。
【００４６】
本発明は上述の実情に鑑み、ベッド材の性状が変化したり、燃料の発熱量が変化するようなことが生じても、燃料流量プログラムの静特性を自動的に修正することにより、制御性の向上が図れるようにした加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置を提供することを目的としている。
【００４７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加圧流動層ボイラ１のボイラマスタ指令４１を入力して層高指令４４を出力する層高プログラム４３と、ボイラマスタ指令４１を入力して燃料流量指令４６を出力する燃料流量プログラム４５と、設定蒸気温度５０と検出蒸気温度５１を入力して補正層高指令４９ａを出力する水燃比制御マスタ４９と、該水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａを前記層高プログラム４３からの層高指令４４に加算して設定層高指令５５を得る加算器５４と、設定層高指令５５と層高検出値５８とを入力して弁開閉指令６２を出力する層高制御マスタ５９と、設定蒸気温度５０と検出蒸気温度５１を入力して補正層温度指令６９を出力する層温蒸気温度制御マスタ６６と、該層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９を設定器７２からの層温度指令７３に加算して設定層温度指令７４を得る加算器７１と、設定層温度指令７４と平均検出層温度７８とを入力して補正燃料流量指令７９ａを出力する層温制御マスタ７９と、該層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に加算して合計燃料流量指令８４を得る加算器８３とを備えた加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置であって、前記層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを入力して低速度で積分する低速積分器８７と、低速積分器８７からの積分された層温修正信号８８を前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に掛算する掛算器８９とを備えたことを特徴とする加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置、に係るものである。
【００４８】
本発明では、層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを、低速積分器８７に入力して低速度で積分することにより層温修正信号８８を得、該層温修正信号８８を燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に掛算器８９を介して掛算するようにしているので、燃料流量プログラム４５の燃料流量指令４６における計画値ベースとのズレが遅い速度で修正されて、燃料流量指令４６の静特性が計画値ベースに自動修正される。
【００４９】
これによって層温が最適値に修正されて層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａがゼロに近付き、蒸気温度が設定蒸気温度５０に一致するようになるので、水燃比制御マスタ４９の補正層高指令４９ａの出力がゼロに近付くようになって層高も安定し、従って負荷変化が生じて層高が変更された際に、燃料流量指令４６が計画値ベースで制御されていることにより、層温が過大或いは過小な動きをすることがなくなって安定した制御が可能となり、更に層温度及び層高が安定することによりプラント効率も上昇する。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００５１】
図１は、前記図５の蒸気温度制御装置に適用した本発明の実施の形態の一例を示したものであり、図中図５と同一部分には同一の符号を付して説明を省略するものとし、以下の説明では本実施の形態例において特に付加した部分を主体として説明する。
【００５２】
すなわち、加算器７１からの設定層温度指令７４と、演算器７５からの平均検出層温度７８とを入力して補正燃料流量指令７９ａを出力している層温制御マスタ７９からの前記補正燃料流量指令７９ａを、低速積分器８７に入力して低速度で積分し、該低速積分器８７からの積分された層温修正信号８８を、燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に、掛算器８９を介して掛算するようにしている。
【００５３】
前記低速積分器８７は、図２に示すように、例えば石炭３０ｔｏｎ焚（３０ｔｏｎ／Ｈ）の加圧流動層ボイラにおいて、補正燃料流量指令７９ａの出力値に対して、例えば１時間かけて燃料１ｔｏｎ分を変化させるという程度の極めて遅い速度で積分した層温修正信号８８を出力するようになっている。
【００５４】
次に本実施の形態の作用について説明する。
【００５５】
加圧流動層ボイラ１の運転時には、蒸気温度検出器３５で検出された検出蒸気温度５１は、夫々設定蒸気温度５０が入力されている水燃比制御マスタ４９と層温蒸気温度制御マスタ６６とに与えられている。
【００５６】
水燃比制御マスタ４９からの補正層高指令４９ａは、加算器５４に与えられることにより層高プログラム４３からの層高指令４４に加算され、層高指令４４が蒸気温度で修正された設定層高指令５５が得られる。
【００５７】
該設定層高指令５５は、層高制御マスタ５９に与えられて、差圧検出器３６による差圧５７に基づいた演算器５６からの層高検出値５８により補正されることにより弁開閉指令６２となり、該弁開閉指令６２がハイローモニタスイッチ６３に与えられて、弁開閉指令６４，６５により注入弁３０及び内圧排出弁３４を開閉することにより層高が制御される。
【００５８】
また、前記層温蒸気温度制御マスタ６６からの補正層温度指令６９が、設定器７２からの層温度指令７３（通常は８６０℃）に加算器７１を介して加算されることにより設定層温度指令７４が求められ、更に該設定層温度指令７４が、層温度検出器３７，３８からの層温度７６，７７に基づいて演算器７５により求められた平均検出層温度７８を入力している層温制御マスタ７９に与えられることにより、補正燃料流量指令７９ａが得られ、該補正燃料流量指令７９ａが加算器８３を介して前記燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に加算されることにより修正されて、合計燃料流量指令８４が得られる。
【００５９】
該合計燃料流量指令８４が比例積分調節器８５に与えられ、比例積分処理された弁開度指令８６によって層温度が設定温度になるように燃料流量制御弁１２の開度が制御される。
【００６０】
上記において、ベッド材の性状の変化、及び、燃料の発熱量の変化等があった場合には、層高プログラム４３における層高指令４４、及び燃料流量プログラム４５における燃料流量指令４６が、計画値ベースとの間にズレを生じた状態となっており、このために、検出蒸気温度５１と設定蒸気温度５０との偏差に基づいたズレ分が常に水燃比制御マスタ４９、及び層温蒸気温度制御マスタ６６から、補正層高指令４９ａ及び補正層温度指令６９として出力されている。
【００６１】
このとき、図１に示すように、層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを、低速積分器８７に入力して低速度で積分し、該低速積分器８７からの積分された層温修正信号８８を、燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に、掛算器８９を介して掛算すると、燃料流量プログラム４５の燃料流量指令４６における計画値ベースの最適値とのズレが遅い速度で修正されるようになり、これにより燃料流量指令４６の静特性が計画値ベースの最適値に修正されるようになる。
【００６２】
これにより、層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａがゼロに近付き、蒸気温度が設定蒸気温度５０に一致するようになるので、水燃比制御マスタ４９の補正層高指令４９ａの出力がゼロに近付くようになって層高も安定する。
【００６３】
よって、図４に示したように層温度が上限設定値に達して過渡的に冷たいベッド材１７（図３参照）が火炉６に供給されたり、或いは負荷上昇によって過渡的に冷たいベッド材１７が火炉６に供給されることにより層温度が低下しても、燃料流量指令４６が計画値ベースで制御されていることにより、余裕をもって適切な修正動作を行わせることができる。
【００６４】
また、負荷変化の各負荷に対して燃料流量プログラム４５の燃料流量指令４６を最適な計画値ベースに保持することができるので、負荷変化によって過剰な或いは過小な燃料が供給されることがなくなり、よって層温の過大或いは過小な動きがなくなって安定した制御が可能となり、更に層温度と層高が安定することにより燃料の燃焼とガスタービン入口ガス温度が最もバランスの取れた状態に自動修正されて、プラント効率も向上する。
【００６５】
なお、本発明の実施の形態においては燃料流量の制御を燃料流量制御弁１２により行う場合について説明したが、燃料ポンプの回転数を制御することにより行うこともできること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の加圧流動層ボイラの蒸気温度制御装置によれば、層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａを、低速積分器８７に入力して低速度で積分することにより層温修正信号８８を得、該層温修正信号８８を燃料流量プログラム４５からの燃料流量指令４６に掛算器８９を介して掛算するようにしているので、燃料流量プログラム４５の燃料流量指令４６における計画値ベースとのズレが遅い速度で修正されて、燃料流量指令４６の静特性が計画値ベースに自動修正される。
【００６７】
これによって層温が最適値に修正されて層温制御マスタ７９からの補正燃料流量指令７９ａがゼロに近付き、蒸気温度が設定蒸気温度５０に一致するようになるので、水燃比制御マスタ４９の補正層高指令４９ａの出力がゼロに近付くようになって層高も安定し、従って負荷変化が生じて層高が変更された際に、燃料流量指令４６が計画値ベースで制御されていることにより、層温が過大或いは過小な動きをすることがなくなって安定した制御が可能となり、更に層温度及び層高が安定することによりプラント効率も上昇する、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す制御ブロック図である。
【図２】図１の低速積分器によって積分される層温修正信号の例を示す線図である。
【図３】加圧流動層ボイラの一例を示す切断側面図である。
【図４】燃料流量と流動層の層温度との関係を示す線図である。
【図５】従来の蒸気温度制御装置の制御ブロック図である。
【図６】ボイラマスタ指令に対して給水流量指令、層高指令、燃料流量指令が比例関係を有する傾向を示す線図である。
【図７】燃料流量指令と空気流量指令との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１加圧流動層ボイラ
４１ボイラマスタ指令
４３層高プログラム
４４層高指令
４５燃料流量プログラム
４６燃料流量指令
４９水燃比制御マスタ
４９ａ補正層高指令
５０設定蒸気温度
５１検出蒸気温度
５４加算器
５５設定層高指令
５８層高検出値
５９層高制御マスタ
６２弁開閉指令
６６層温蒸気温度制御マスタ
６９補正層温度指令
７１加算器
７２設定器
７３層温度指令
７４設定層温度指令
７８平均検出層温度
７９層温制御マスタ
７９ａ補正燃料流量指令
８３加算器
８４合計燃料流量指令
８７低速積分器
８８層温修正信号
８９掛算器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steam temperature control device for a pressurized fluidized bed boiler capable of automatically correcting a deviation from a plan value base in a fuel flow program for controlling the fluidized bed temperature of a pressurized fluidized bed boiler. It is.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows an example of a pressurized fluidized bed boiler 1. The pressurized fluidized bed boiler 1 includes a pressure vessel 2, and a boiler body 3, a cyclone 4, and a bed material storage are provided in the pressure vessel 2. Container 5 etc. are stored.
[0003]
The boiler body 3 is surrounded by a furnace wall formed by connecting a heat transfer tube and fins, and a furnace 6 is formed therein. In the furnace 6, a heat transfer section 7 such as an evaporator and a superheater is provided. A fuel injection nozzle 9 that injects fuel 8 into the furnace 6 through the furnace wall of the boiler body 3 is disposed below the furnace 6.
[0004]
A fuel feed pipe 10 is connected to the fuel injection nozzle 9, and a portion of the fuel feed pipe 10 extending outside the pressure vessel 2 has a fuel pump 11 and a fuel from the upstream side to the downstream side in the fuel feed direction. A flow control valve 12 is connected.
[0005]
In the vicinity of the upper end portion of the ashing hopper 13 at the lower part of the furnace 6, a plurality of sets of air diffusion tubes 14 having a large number of ejection holes are arranged at a predetermined pitch in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. The compressed air 15 fed into the pressure vessel 2 is introduced into the diffuser pipe 14 from the gap 16 of the ash removal hopper 13 and blown into the furnace 6 from the upper part of the diffuser pipe 14. The bed material 17 mixed with a desulfurizing agent, combustion ash, and the like housed therein can be fluidized. The bed ash 17 ′ is taken out from the lower end of the ash removal hopper 13.
[0006]
At the upper end of the boiler body 3, the combustion gas 18 generated by the combustion of the fuel 8 in the furnace 6 by the heat of the bed material 17 and heating the water and steam in the heat transfer section 7 and the furnace wall tube is discharged as exhaust gas. A manifold 20 introduced as 19 is connected so as to extend upward.
[0007]
An exhaust gas pipe 21 extending in the horizontal direction is connected to the vicinity of the upper end of the manifold 20, and the tip of the exhaust gas pipe 21 is connected to the outer peripheral part of the cyclone 4 toward the tangential direction of the outer periphery of the cyclone 4.
[0008]
An exhaust gas pipe 22 is connected to the top of the cyclone 4, and the exhaust gas pipe 22 extends outside through the pressure vessel 2, and its tip is connected to the gas turbine 23. Thus, the gas turbine 23 can be driven by the exhaust gas 19 supplied from the manifold 20 through the exhaust gas pipe 21, the cyclone 4 and the exhaust gas pipe 22.
[0009]
The gas turbine 23 can drive a generator 24 and a compressor 25 connected to the gas turbine 23, and the compressed air 15 generated by the compressor 25 is supplied with compressed air. It can be introduced into the pressure vessel 2 via the pipe 27.
[0010]
An L valve 29 is connected to the lower part of the bed material storage container 5 via a bed material extraction pipe 28. The rear end of the L valve 29 is connected to the pressure container 2 and is arranged in the middle. A compressed air injection pipe 31 having an injection valve 30 is connected.
[0011]
A bed material injection pipe 32 for introducing the bed material 17 extracted from the bed material storage container 5 into the boiler main body 3 is connected to the tip of the L valve 29. The front end of the bed material injection pipe 32 is the boiler main body. 3 is connected to the lower part.
[0012]
The lower end of the bed material return pipe 33 is connected to the side portion in the height direction of the boiler body 3, and the tip of the bed material return pipe 33 is connected to the vicinity of the top of the bed material storage container 5. Further, an internal pressure discharge pipe 39 that extends outside the pressure vessel 2 is connected to the vicinity of the top of the bed material storage vessel 5, with an internal pressure discharge valve 34 for discharging the internal pressure of the bed material storage vessel 5 in the middle. ing.
[0013]
In FIG. 3, reference numeral 35 denotes a steam temperature detector connected to a line from the heat transfer section 7 to the steam turbine so as to detect the temperature of the steam on the steam turbine inlet side, and 36 denotes a fluidized bed in the boiler body 3. Differential pressure detectors 37, 38 connected to the side of the boiler body 3 to detect the differential pressure between the upper part and the lower part of the fluidized bed, detect the temperature of the fluidized bed formed by the bed material 17 in the boiler body 3. It is a layer temperature detector connected to the upper and lower sides of the boiler body 3.
[0014]
When the pressurized fluidized bed boiler 1 is operated, a predetermined amount of the bed material 17 is accommodated in the boiler body 3 and the compressed air supplied from the compressed air supply pipe 27 into the pressure vessel 2. 15 is introduced into the boiler body 3 from the gap 16 through the diffuser pipe 14, and the bed material 17 is fluidized in the boiler body 3.
[0015]
Further, the fuel 8 such as coal slurry from the fuel pump 11 is injected into the boiler body 3 from the fuel injection nozzle 9 through the fuel supply pipe 10, and the injected fuel 8 is combusted by the heat of the bed material 17 and the like. Thus, the combustion gas 18 is generated, and the combustion gas 18 rises in the furnace 6 while heating the fluid in the heat transfer section 7 and the heat transfer tube of the furnace wall of the furnace 6 to generate steam. The exhaust gas 19 from the boiler body 3 is discharged to the manifold 20.
[0016]
The exhaust gas 19 discharged to the manifold 20 is introduced from the manifold 20 through the exhaust gas pipe 21 into the cyclone 4, and after the coal combustion ash and unburned coal particles are separated by the cyclone 4, gas is passed through the exhaust gas pipe 22. The gas turbine 23 is introduced into the turbine 23 and driven by the exhaust gas 19.
[0017]
When the gas turbine 23 is driven, the generator 24 is driven to generate power, and the compressor 25 is driven. The compressed air 15 generated by the compressor 25 passes through the compressed air supply pipe 27 and is pressurized. It is introduced into the container 2.
[0018]
Steam generated in the boiler body 3 is used to drive a steam turbine (not shown).
[0019]
In the once-through boiler that has been generally implemented from the past, the feed water and the fuel supply are changed in a one-to-one relationship with the plant output, and the steam temperature is controlled by the fuel flow rate. In the pressurized fluidized bed boiler 1 described above, it is the bed temperature of the fluidized bed that changes depending on the fuel flow rate. In a state where the bed temperature is maintained within a predetermined range, the bed height is set to a pair with respect to the plant output. Accordingly, the plant output is controlled by changing the pressure at 1. Therefore, in the pressurized fluidized bed boiler 1, the operation amount for controlling the bed temperature and the bed height is increased as compared with the once-through boiler. To do.
[0020]
Moreover, when controlling the temperature of the steam produced | generated by the above-mentioned pressurized fluidized bed boiler 1, the bed height of the fluidized bed formed by the bed material 17 in the boiler main body 3 is controlled, or fuel injection The flow rate of the fuel 8 injected from the nozzle 9 into the furnace 6 is controlled.
[0021]
When the flow rate of the fuel 8 is controlled, the heat input of the fluidized bed changes and the bed temperature changes, so the heat recovery of the heat transfer section 7 changes and the temperature of the steam is controlled.
[0022]
On the other hand, when the steam temperature is controlled by controlling the bed height of the fluidized bed, the injection valve 30 is opened if the steam temperature is lower than a predetermined temperature. Then, the compressed air 15 in the pressure vessel 2 is supplied to the L valve 29 through the compressed air injection pipe 31 and is introduced from the L valve 29 through the bed material injection pipe 32 into the boiler body 3. For this reason, the bed material 17 in the bed material storage container 5 descends the bed material extraction pipe 28 and is introduced into the boiler body 3 through the L valve 29 and the bed material injection pipe 32, and as a result, in the boiler body 3. The bed height of the fluidized bed due to the bed material 17 is increased to a predetermined height, and the amount of heat collected by the heat transfer section 7 is increased, whereby the steam temperature rises.
[0023]
When controlling the temperature of the steam by controlling the bed height of the fluidized bed, if the temperature of the steam is higher than a predetermined temperature, the internal pressure discharge valve 34 is opened to decompress the inside of the bed material storage container 5. Then, due to the pressure difference between the boiler body 3 and the bed material storage container 5, the bed material 17 in the boiler body 3 is returned from the bed material return pipe 33 into the bed material storage container 5, and as a result, The bed height of the fluidized bed due to the bed material 17 in the boiler body 3 is lowered to a predetermined height, and the amount of heat collected in the heat transfer section 7 is reduced, so that the steam temperature is lowered.
[0024]
FIG. 4 shows the relationship between the fuel flow rate and the bed temperature of the fluidized bed when the bed height of the fluidized bed changes as H1, H2, H3 (H1 <H2 <H3).
[0025]
In FIG. 4, for example, when the operation is performed at a bed height H2, while the bed temperature of the fluidized bed is between the bed temperature upper limit set value and the bed temperature lower limit set value, the steam temperature is increased or decreased by increasing or decreasing the fuel flow rate. When the bed temperature of the fluidized bed reaches the bed temperature upper limit set value (when the steam temperature is lower than the set temperature), the bed height is increased to H3, and the fuel flow rate is further increased to control the steam temperature. Indicates what to do.
[0026]
Further, in the case of FIG. 4, when the bed height H2 is increased to H3, the bed temperature of the fluidized bed temporarily decreases like B and then rises, but this is to increase the bed height. This is because the temperature of the bed material 17 supplied to the bed is low and there is a time delay until the bed material 17 is heated.
[0027]
FIG. 5 shows an example of the steam temperature control device of the pressurized fluidized bed boiler 1. In FIG. 5, 40 outputs a feed water flow rate command 42 to a feed water flow rate control valve (not shown) based on a boiler master command 41. Feed water flow program, 43 is a bed height program that outputs a bed height command 44 based on the boiler master command 41, 45 is a fuel flow program that outputs a fuel flow command 46 based on the boiler master command 41, 47 is the fuel flow command 46 An air flow program for outputting an air flow command 48 to a turbine guide vane (not shown) based on the function F1 (x) of the feed water flow program 40, a function F2 (x) of the bed height program 43, and a fuel flow program The function F3 (x) of 45 has a proportional relationship with the boiler master command 41 as shown in FIG. Rino becomes a straight line. Further, the function F4 (x) of the air flow rate program 47 is a straight line that rises to the right with a proportional relationship with the fuel flow rate command 46, as shown in FIG.
[0028]
First, a configuration in which the steam temperature is controlled by the bed height of the fluidized bed will be described with reference to the steam temperature control device in FIG.
[0029]
49 is a subtractor 53 for subtracting the preset steam temperature 50 set in advance and the detected steam temperature 51 detected by the steam temperature detector 35 to obtain a steam temperature deviation 52; and the steam temperature deviation 52 from the subtractor 53 is proportional. A water-fuel ratio control master including a proportional-plus-integral controller 53a that integrates and outputs a fluidized bed correction bed height command 49a. The correction bed height command 49a from the water-fuel ratio control master 49 is supplied to an adder 54. The set layer height command 55 is obtained by adding to the layer height command 44 from the layer height program 43 and correcting it.
[0030]
56 is h = Δp / γ (where h is the bed height of the fluidized bed and Δp is the difference) from the pressure difference 57 of the fluidized bed formed by the bed material 17 (see FIG. 3) detected by the differential pressure detector 36. This is an arithmetic unit for obtaining a fluid bed height detection value 58 based on pressure and γ are specific gravity of the fluidized bed).
[0031]
59 denotes a subtractor 61 that subtracts the layer height detection value 58 from the calculator 56 and the set layer height command 55 from the adder 54 to obtain a layer height deviation 60; and a layer height deviation 60 from the subtractor 61. Is a layer height control master provided with a proportional integral controller 61a that obtains a valve opening / closing command 62 by performing a proportional integration process, and is injected via a high / low monitor switch 63 by a valve opening / closing command 62 from the layer height control master 59. Valve opening / closing commands 64 and 65 are given to the valve 30 and the internal pressure discharge valve 34.
[0032]
In the circuit configuration described above, the correction layer height command 49 a from the water-fuel ratio control master 49 that inputs the detected steam temperature 51 and the set steam temperature 50 from the steam temperature detector 35 is given to the adder 54. The bed height command 44 from the bed height program 43 is corrected to obtain a set bed height command 55, and the set bed height command 55 is input to the bed height control master 59, and the difference by the differential pressure detector 36 is obtained. A valve opening / closing command 62 based on the layer height deviation 60 from the layer height detection value 58 from the computing unit 56 based on the pressure 57 is given from the layer height control master 59 to the high / low monitor switch 63.
[0033]
Thus, when the set layer height command 55 is larger than the layer height detection value 58, the valve opening / closing command 64 is given from the high / low monitor switch 63 to the injection valve 30, and the injection valve 30 is opened. For this reason, as described with reference to FIG. 3, the compressed air 15 in the pressure vessel 2 is fed from the compressed air injection pipe 31 through the injection valve 30 to the L valve 29.
[0034]
As a result, the bed material 17 in the bed material storage container 5 is introduced from the bed material extraction pipe 28 into the L valve 29 and is accompanied by the compressed air 15 and supplied from the bed material injection pipe 32 into the furnace 6 (FIG. 3). Thus, when the bed height deviation 60 becomes zero, the injection valve 30 is closed by the valve opening / closing command 64 from the high / low monitor switch 63, and the bed height of the fluidized bed in the furnace 6 is determined by the boiler master command 41 and the detected steam temperature. The predetermined height corresponding to 51 is controlled.
[0035]
When the bed height detection value 58 is larger than the set bed height command 55, a valve opening / closing command 65 is given from the high / low monitor switch 63 to the internal pressure discharge valve 34, and the internal pressure discharge valve 34 is opened. For this reason, the internal pressure of the bed material storage container 5 is reduced to the atmospheric pressure by the internal pressure discharge pipe 39, and the bed material 17 in the furnace 6 passes through the bed material return pipe 33 due to the pressure difference from the inside of the furnace 6. Returned to 5. Thus, when the bed height deviation 60 becomes zero, the internal pressure discharge valve 34 is closed by the valve opening / closing command 65 from the high / low monitor switch 63, and the bed height of the fluidized bed in the furnace 6 is controlled to a predetermined height. Is done.
[0036]
Next, a configuration for controlling the main steam temperature by the flow rate of the fuel supplied to the furnace 6 will be described with reference to the steam temperature control device of FIG.
[0037]
66 denotes a subtractor 68 for subtracting a preset steam temperature 50 set in advance from the detected steam temperature 51 detected by the steam temperature detector 35 to obtain a steam temperature deviation 67; and a steam temperature deviation 67 from the subtractor 68. A layer temperature steam temperature control master provided with a proportional integral controller 70 for obtaining a corrected bed temperature command 69 of the fluidized bed by performing a proportional integration process, and the correction bed temperature command 69 from the bed temperature steam temperature control master 66 is: The set bed temperature command 74 is obtained by being added to the adder 71 and added with the bed temperature command 73 (usually 860 ° C.) from the setter 72 for setting the bed temperature of the fluidized bed. Yes.
[0038]
Reference numeral 75 denotes an arithmetic unit for processing the fluidized bed temperatures 76 and 77 detected by the bed temperature detectors 37 and 38 to obtain an average detected bed temperature 78.
[0039]
79 denotes a subtractor 81 that subtracts the average detection layer temperature 78 from the calculator 75 and the set layer temperature command 74 from the adder 71 to obtain a layer temperature deviation 80; and a layer temperature deviation 80 from the subtractor 81. And a proportional integral controller 82 for obtaining a corrected fuel flow rate command 79a by proportionally integrating the corrected fuel flow rate command 79a from the fuel flow rate program 45. A total fuel flow command 84 is obtained by being added to the fuel flow command 46 via an adder 83.
[0040]
Further, the total fuel flow command 84 from the adder 83 is guided to the proportional integral controller 85 and subjected to proportional integral processing, whereby a valve opening command 86 is obtained. The opening degree of the valve 12 is controlled.
[0041]
In the circuit configuration described above, the correction layer temperature command 69 from the layer temperature steam temperature control master 66 that inputs the detected steam temperature 51 from the steam temperature detector 35 and the set steam temperature 50 is received from the setter 72. The set layer temperature command 74 is obtained by adding to the layer temperature command 73 (usually 860 ° C.) via the adder 71, and the set layer temperature command 74 is further transmitted from the layer temperature detectors 37 and 38. A corrected fuel flow rate command 79a based on the layer temperature deviation 80 is obtained by inputting the average detected layer temperature 78 from the calculator 75 that averages the layer temperatures 76 and 77 into the layer temperature control master 79. The corrected fuel flow rate command 79a is added to the fuel flow rate command 46 from the fuel flow rate program 45 via the adder 83, whereby a total fuel flow rate command 84 is obtained.
[0042]
Therefore, the fuel flow rate command is set so that the layer temperature is maintained at a predetermined value by the corrected layer temperature command 69 from the layer temperature steam temperature control master 66 output based on the deviation between the detected steam temperature 51 and the set steam temperature 50. 46 is corrected, and the fuel flow rate control valve 12 is controlled by the valve opening degree command 86 obtained through the proportional integral controller 85 by the obtained total fuel flow rate command 84, whereby the fuel flow rate control valve 12 is The boiler master command 41 and the predetermined opening degree corresponding to the set steam temperature 50 are controlled.
[0043]
According to the steam temperature control apparatus shown in FIG. 5 above, even if the bed height command 44 in the bed height program 43 and the fuel flow command 46 in the fuel flow program 45 are different from the planned value base, The bed height command 44 from the high program 43 is corrected by the correction bed height command 49 a from the water-fuel ratio control master 49, and the fuel flow command 46 from the fuel flow program 45 is corrected from the bed temperature steam temperature control master 66. By correcting with the temperature command 69, the bed height and bed temperature are automatically controlled so that the steam temperature becomes the set steam temperature 50.
[0044]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional steam temperature control apparatus shown in FIG. 5, for example, the mass of the bed material changes due to changes in the properties of the bed material (changes in the properties of coal, changes in the name of the limestone that is a desulfurizing agent, etc.) When the heat transfer coefficient changes over time, etc.) and when the amount of heat generated by the fuel changes (such as changes in the calories and moisture of coal, and changes in slurry concentration when using coal slurry) In addition, the bed height command 44 in the bed height program 43 and the fuel flow command 46 in the fuel flow program 45 cause a deviation from the planned value base. For this reason, there is a difference between the detected steam temperature 51 and the set steam temperature 50. The deviation based on the deviation is always output from the water-fuel ratio control master 49 and the layer temperature steam temperature control master 66.
[0045]
For this reason, at the time of load change, since the bed height command 44 and the fuel flow rate command 46 are deviated from the planned value base as described above, the bed height is corrected according to the load change, so that the steam temperature is stable. It took time to do so and had the problem that controllability could not be improved.
[0046]
In the present invention, in view of the above-described circumstances, even if the property of the bed material changes or the heat generation amount of the fuel changes, the static characteristics of the fuel flow program are automatically corrected, thereby improving the controllability. It is an object of the present invention to provide a steam temperature control device for a pressurized fluidized bed boiler that can improve the temperature.
[0047]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a bed height program 43 that inputs a boiler master command 41 of the pressurized fluidized bed boiler 1 and outputs a bed height command 44; a fuel flow program 45 that inputs a boiler master command 41 and outputs a fuel flow command 46; , A water-fuel ratio control master 49 that inputs the set steam temperature 50 and the detected steam temperature 51 and outputs a correction bed height command 49 a, and a correction bed height command 49 a from the water-fuel ratio control master 49 is received from the bed height program 43. An adder 54 for adding to the bed height command 44 to obtain a set bed height command 55; a bed height control master 59 for inputting the set bed height command 55 and the bed height detection value 58 and outputting a valve opening / closing command 62; A set layer temperature steam temperature control master 66 that inputs a set steam temperature 50 and a detected steam temperature 51 and outputs a correction layer temperature command 69, and a set correction layer temperature command 69 from the layer temperature steam temperature control master 66 is set. 72 is added to the layer temperature command 73 from 72, and an adder 71 for obtaining the set layer temperature command 74, and the layer temperature control for inputting the set layer temperature command 74 and the average detection layer temperature 78 and outputting the corrected fuel flow rate command 79a. Pressurized flow comprising a master 79 and an adder 83 that adds a corrected fuel flow rate command 79a from the layer temperature control master 79 to a fuel flow rate command 46 from the fuel flow rate program 45 to obtain a total fuel flow rate command 84 A steam temperature control device for a bed boiler, which is a low-speed integrator 87 that inputs a corrected fuel flow rate command 79a from the bed temperature control master 79 and integrates at a low speed, and an integrated bed temperature from the low-speed integrator 87. The invention relates to a steam temperature control device for a pressurized fluidized bed boiler, comprising a multiplier 89 for multiplying a correction signal 88 by a fuel flow command 46 from the fuel flow program 45.
[0048]
In the present invention, the corrected fuel flow rate command 79a from the bed temperature control master 79 is input to the low speed integrator 87 and integrated at a low speed to obtain the bed temperature correction signal 88. Since the fuel flow rate command 46 from the program 45 is multiplied via the multiplier 89, the deviation from the planned value base in the fuel flow rate command 46 of the fuel flow rate program 45 is corrected at a slow speed, and the fuel flow rate command The 46 static characteristics are automatically corrected to the planned value base.
[0049]
As a result, the layer temperature is corrected to the optimum value, the corrected fuel flow rate command 79a from the layer temperature control master 79 approaches zero, and the steam temperature becomes equal to the set steam temperature 50. Since the output of the bed height command 49a approaches zero and the bed height is stable, the fuel flow rate command 46 is controlled on the basis of the plan value when the load height changes and the bed height is changed. The layer temperature does not move excessively or too little, and stable control becomes possible. Furthermore, the plant efficiency is increased by stabilizing the layer temperature and the layer height.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0051]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention applied to the steam temperature control device of FIG. 5. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. In the following description, a part added particularly in the present embodiment will be mainly described.
[0052]
That is, the corrected fuel flow rate from the layer temperature control master 79 which inputs the set layer temperature command 74 from the adder 71 and the average detection layer temperature 78 from the calculator 75 and outputs the corrected fuel flow rate command 79a. The command 79 a is input to the low-speed integrator 87 and integrated at a low speed, and the integrated bed temperature correction signal 88 from the low-speed integrator 87 is added to the fuel flow command 46 from the fuel flow program 45 as a multiplier 89. Multiply via
[0053]
As shown in FIG. 2, for example, in the pressurized fluidized bed boiler of 30 ton coal (30 ton / H), the low-speed integrator 87 takes 1 hour of fuel for 1 hour with respect to the output value of the corrected fuel flow rate command 79a. The layer temperature correction signal 88 integrated at an extremely slow speed of changing the minute is output.
[0054]
Next, the operation of this embodiment will be described.
[0055]
During operation of the pressurized fluidized bed boiler 1, the detected steam temperature 51 detected by the steam temperature detector 35 is transferred to the water-fuel ratio control master 49 and the bed temperature steam temperature control master 66 to which the set steam temperature 50 is input, respectively. Is given.
[0056]
The corrected bed height command 49a from the water-fuel ratio control master 49 is added to the bed height command 44 from the bed height program 43 when given to the adder 54, and the bed height command 44 is corrected by the steam temperature. Command 55 is obtained.
[0057]
The set layer height command 55 is given to the layer height control master 59, and is corrected by the layer height detection value 58 from the computing unit 56 based on the differential pressure 57 by the differential pressure detector 36. Thus, the valve opening / closing command 62 is given to the high / low monitor switch 63, and the valve height is controlled by opening / closing the injection valve 30 and the internal pressure discharge valve 34 by the valve opening / closing commands 64, 65.
[0058]
Further, the corrected layer temperature command 69 from the layer temperature steam temperature control master 66 is added to the layer temperature command 73 (normally 860 ° C.) from the setter 72 via the adder 71, thereby setting the set layer temperature command. 74, and the set layer temperature command 74 is inputted with an average detected layer temperature 78 obtained by the calculator 75 based on the layer temperatures 76 and 77 from the layer temperature detectors 37 and 38. By giving to the control master 79, the corrected fuel flow rate command 79a is obtained, and the corrected fuel flow rate command 79a is corrected by being added to the fuel flow rate command 46 from the fuel flow rate program 45 via the adder 83. Thus, a total fuel flow command 84 is obtained.
[0059]
The total fuel flow rate command 84 is given to the proportional integration controller 85, and the opening degree of the fuel flow rate control valve 12 is controlled by the valve opening degree command 86 subjected to the proportional integration process so that the layer temperature becomes the set temperature.
[0060]
In the above, when there is a change in the properties of the bed material, a change in the amount of heat generated by the fuel, etc., the bed height command 44 in the bed height program 43 and the fuel flow command 46 in the fuel flow program 45 are the planned values. Therefore, the deviation based on the deviation between the detected steam temperature 51 and the set steam temperature 50 always causes the water / fuel ratio control master 49 and the layer temperature steam temperature control. The master 66 outputs the correction layer height command 49 a and the correction layer temperature command 69.
[0061]
At this time, as shown in FIG. 1, the corrected fuel flow rate command 79a from the layer temperature control master 79 is input to the low speed integrator 87 and integrated at a low speed, and the integrated layer temperature from the low speed integrator 87 is integrated. When the correction signal 88 is multiplied by the fuel flow command 46 from the fuel flow program 45 via the multiplier 89, the deviation from the optimum value based on the plan value in the fuel flow command 46 of the fuel flow program 45 is corrected at a slow speed. As a result, the static characteristic of the fuel flow rate command 46 is corrected to the optimum value based on the plan value.
[0062]
As a result, the corrected fuel flow rate command 79a from the bed temperature control master 79 approaches zero and the steam temperature becomes equal to the set steam temperature 50, so the output of the correction bed height command 49a of the water / fuel ratio control master 49 is zero. The height of the layer becomes stable.
[0063]
Therefore, as shown in FIG. 4, the bed temperature 17 reaches the upper limit set value and the bed material 17 (refer to FIG. 3) that is transiently cold is supplied to the furnace 6, or Even if the bed temperature is lowered by being supplied to the furnace 6, the fuel flow command 46 is controlled on the basis of the plan value, so that an appropriate correction operation can be performed with a margin.
[0064]
Further, since the fuel flow rate command 46 of the fuel flow rate program 45 can be held based on the optimum plan value for each load of the load change, excessive or too little fuel is not supplied due to the load change, Therefore, stable control is possible by eliminating the excessive or excessive movement of the bed temperature, and the bed temperature and bed height are stabilized and the fuel combustion and gas turbine inlet gas temperature are automatically corrected to the most balanced state. Thus, plant efficiency is also improved.
[0065]
In the embodiment of the present invention, the case where the fuel flow rate is controlled by the fuel flow rate control valve 12 has been described. However, the fuel flow rate can be controlled by controlling the rotation speed of the fuel pump. Of course, various changes can be made without departing from the scope.
[0066]
【The invention's effect】
According to the steam temperature control device for a pressurized fluidized bed boiler according to the present invention, the corrected fuel flow rate command 79a from the bed temperature control master 79 is input to the low speed integrator 87 and integrated at a low speed to thereby generate a bed temperature correction signal. 88, and the bed temperature correction signal 88 is multiplied by the fuel flow rate command 46 from the fuel flow rate program 45 via the multiplier 89. Is corrected at a slow speed, and the static characteristic of the fuel flow rate command 46 is automatically corrected based on the planned value.
[0067]
As a result, the layer temperature is corrected to the optimum value, the corrected fuel flow rate command 79a from the layer temperature control master 79 approaches zero, and the steam temperature becomes equal to the set steam temperature 50. Since the output of the bed height command 49a approaches zero and the bed height is stable, the fuel flow rate command 46 is controlled on the basis of the plan value when the load height changes and the bed height is changed. In addition, the layer temperature does not move excessively or excessively, and stable control is possible. Further, various advantages such as an increase in plant efficiency due to stabilization of the layer temperature and the layer height can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control block diagram illustrating an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a layer temperature correction signal integrated by the low-speed integrator shown in FIG.
FIG. 3 is a cut side view showing an example of a pressurized fluidized bed boiler.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the fuel flow rate and the bed temperature of the fluidized bed.
FIG. 5 is a control block diagram of a conventional steam temperature control device.
FIG. 6 is a diagram showing a tendency that the feed water flow rate command, the bed height command, and the fuel flow rate command have a proportional relationship with respect to the boiler master command.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a fuel flow rate command and an air flow rate command.
[Explanation of symbols]
1 Pressurized fluidized bed boiler 41 Boiler master command 43 Layer height program 44 Layer height command 45 Fuel flow program 46 Fuel flow command 49 Water-fuel ratio control master 49a Correction layer height command 50 Set steam temperature 51 Detected steam temperature 54 Adder 55 Set bed height Command 58 Layer height detection value 59 Layer height control master 62 Valve opening / closing command 66 Layer temperature steam temperature control master 69 Correction layer temperature command 71 Adder 72 Setter 73 Layer temperature command 74 Set layer temperature command 78 Average detection layer temperature 79 Layer temperature Control master 79a Corrected fuel flow rate command 83 Adder 84 Total fuel flow rate command 87 Low-speed integrator 88 Layer temperature correction signal 89 Multiplier

Claims

The bed height program (43) for inputting the boiler master command (41) of the pressurized fluidized bed boiler (1) and outputting the bed height command (44), and the fuel flow rate command (46) for inputting the boiler master command (41) A fuel flow rate program (45) for outputting, a water / fuel ratio control master (49) for inputting a set steam temperature (50) and a detected steam temperature (51) and outputting a correction layer height command (49a), and the water / fuel ratio An adder (54) for adding a correction layer height command (49a) from the control master (49) to a layer height command (44) from the layer height program (43) to obtain a set layer height command (55); A bed height control master (59) that inputs a set bed height command (55) and a bed height detection value (58) and outputs a valve opening / closing command (62), a set steam temperature (50), and a detected steam temperature (51) ) To output the correction layer temperature command (69) The steam temperature control master (66) and the corrected bed temperature command (69) from the bed temperature steam temperature control master (66) are added to the bed temperature command (73) from the setting device (72) to set the bed temperature command. An adder (71) for obtaining (74), a bed temperature control master (79) for inputting a set bed temperature command (74) and an average detected bed temperature (78) and outputting a corrected fuel flow rate command (79a); An adder (a total fuel flow command (84) is obtained by adding the corrected fuel flow command (79a) from the layer temperature control master (79) to the fuel flow command (46) from the fuel flow program (45). 83), and a low-speed integrator that integrates at a low speed by inputting a corrected fuel flow rate command (79a) from the bed temperature control master (79). 87) and the integration from the slow integrator (87) And a multiplier (89) for multiplying a fuel flow rate command (46) from the fuel flow rate program (45) by a heated bed temperature correction signal (88). apparatus.